高性能汽車陶瓷剎車片的製作方法

2023-12-03 21:06:21 1

專利名稱：：高性能汽車陶瓷剎車片的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種剎車片，尤其是涉及一種高性能汽車陶瓷剎車片。
背景技術：
：半金屬或少金屬剎車片是我國主要推廣應用的無石棉摩擦材料之一。但半金屬剎車片在潮氣作用下鏽蝕嚴重，剎車時噪音較高，振動較大，對制動盤存在一定損傷。並且多數半金屬或少金屬剎車片在使用過程中容易產生的灰塵，這些灰塵吸附於輪轂之上，由於難以清洗，受其長期影響，易造成輪轂腐蝕。雖然陶瓷剎車片具有使用壽命長、無鏽蝕、摩擦係數高、噪音低等優點。但目前國外公司將陶瓷剎車片的配方視為商業機密，而國內已公開的陶瓷剎車片的配方設計還不夠完善，對摩擦材料研究一般也只限於摩擦材料密度、硬度和強度等理化性能，很多這些材料共同形成的結構的真正作用還沒有很好的掌握，因此現有陶瓷剎車片性能不夠穩定，很多剎車片在高溫時，其摩擦係數易衰退、容易出現抱死或拖磨現象。甚至出現摩擦材料膨脹，摩擦表面裂紋等嚴重質量問題。
發明內容本發明主要是解決現有汽車剎車片容易鏽蝕，剎車時噪音較高；高溫摩擦性能不穩定，容易出現抱死或拖磨現象；摩擦表面出現裂紋等技術問題。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的該陶瓷剎車片主要由下列組分按重量百分比製成陶瓷纖維7-11%、噴膠矽酸鋁纖維7-9%、聚丙烯腈纖維5-8%、芳綸纖維2_3%、紫銅纖維7-9%、針狀矽灰石纖維7-10%、重晶石7-12%、鉻鐵礦7-9%、丁腈橡膠1_2%、石墨粒7-11%、氧化鋅0.2-0.5%、煅燒石油焦碳5-8.5%、膨脹石墨1-3%、硼酚醛樹脂6-10%、磁鐵礦3-5%、重質氧化鎂1-1.5%、偶聯劑改性漂珠0.3-0.5%、氮化硼3-5%、氧化鋁0.3-0.5%。在本發明中，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點。噴膠矽酸鋁纖維能很好的吸收摩擦材料因制動而發出的噪音具有良好的耐高溫性能，極低的導熱係數，它附於摩擦材料表面能有效的降低摸材料中其他低溫材料的熱衰退性和膨脹性，提高了摩擦材料在製造和使用過程中的穩定性芳綸纖維具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐鹼、重量輕等優良性能。聚丙烯腈纖維具有高抗拉強度，耐高溫,吸附性強，化學性質穩定等特點，加入摩擦材料中，可以大大減少昂貴的芳綸纖維的用量。紫銅纖維具有吸熱快，散發熱量快，耐高溫等優點。而且它表面形成多種形狀的鋸齒，當與其他材料混合時，其均勻程度及粘接力要比銅棉，銅絲，銅粉更強。膨脹石墨能很好的起到散熱的作用，即使頻繁的剎車也不會出現剎車片高溫失效的現象。漂珠可以調整摩擦性能，增加氣孔率，降低密度，減輕制動噪音與震動。為了提高漂珠與樹脂的親和性，本發明採用漂珠重量1.2—1.5%的鈦酸酯偶聯劑對漂珠進行改性。其改性方法為漂珠在高速攪拌下，以霧狀噴入經稀釋劑(200tt溶劑油)稀釋後的偶聯劑(稀釋劑與偶聯劑的重量比為1:1)，然後繼續攪拌10—15分鐘後，再經過減壓、加熱脫去溶劑得到偶聯劑改性漂珠。針狀矽灰石纖維擁有較高的長徑比(長徑比〉12)，具有較高的韌性和耐磨性，在剎車片中起加固，抗衝擊，防止摩擦表面產生裂紋等作用。鱗片石墨結晶完整，片薄且韌性好；物理化學性能優異，具有良好的耐溫性，自潤滑性，傳導性，抗熱震性，耐腐蝕性等性能。石墨顆粒、丁腈橡膠粉能減小摩擦材料的熱衰退，穩定摩擦材料的摩擦係數，既起到減磨的作用，又可以有效的保護對偶盤。摩擦材料中加入活性氧化鋅後，能使丁腈橡膠具有良好的耐磨性，耐撕裂性和彈性。磁鐵礦、氧化鋁作為摩阻材料，加入摩擦材料中可調整剎車片的摩擦係數。氮化硼具有良好的潤滑性、耐熱性和導熱性，其熱導率與不鏽鋼相當；並且抗熱震性好，熱膨脹係數小，化學穩定性高，可以保持摩擦材料的摩擦穩定性，提高摩擦材料的抗燒性能。發明人在配方的研究過程中，為了獲得綜合性能優異、穩定的配方體系，經過大量的實驗，對多種成分進行合理的搭配，確保各材料的優點在摩擦材料中得到充分的發揮。如多種新纖維材料的複合，不僅能相互彌補其各自性能的不足，還會因相互牽扯作用而產生高性能。本發明在使用過程中，可以形成優異的摩擦層和轉移膜，這樣具有很好的潤滑作用，不傷對偶盤，因此大大提高了摩擦材料的使用壽命，相對於現有的陶瓷配方的剎車片來說，本發發明高溫時的機械及制動性能更好，剎車時腳感更為舒適，並且完全附合日益提高的環保要求。具體實施例方式下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例l:按質量白分比將陶瓷纖維7%、噴膠矽酸鋁纖維7%、聚丙烯腈纖維8%、芳綸纖維2%、紫銅纖維7%、針狀矽灰石纖維7%、重晶石粉(500—600目)11%、鉻鐵礦粉(300-350目)9%、丁腈橡膠粉(100—150目)2%、石墨粒7%、氧化鋅0.5%、煅燒石油焦碳8.5%、膨脹石墨3%、硼酚醛樹脂10%、磁鐵礦粉5%、重質氧化鎂1.5%、偶聯劑改性漂珠0.5%、氮化硼粉3.5%、氮化硼粉0.5%放入高速分散機內，攪拌成粉末狀後取出放入成形模具內壓製成形，然後與鋼背複合後放入平板硫化機於高溫270°C，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然後取出剎車片，除去毛刺即成為成品。實施例2:按質量白分比將陶瓷纖維11%、噴膠矽酸鋁纖維9%、聚丙烯腈纖維5%、芳綸纖維3%、紫銅纖維9%、針狀矽灰石纖維9%、重晶石粉(500—600目)9.2%、鉻鐵礦粉(300-350目)7%、丁腈橡膠粉(100—150目)1%、石墨粒11%、氧化鋅0.2%、煅燒石油焦碳5%、膨脹石墨1%、硼酚醛樹脂8%、磁鐵礦粉5%、重質氧化鎂1%、偶聯劑改性漂珠0.3%、氮化硼粉5%、氮化硼粉0.3%放入高速分散機內，攪拌成粉末狀後取出放入成形模具內壓製成形，然後與鋼背複合後放入平板硫化機於高溫27(TC，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然後取出剎車片，除去毛刺即成為成品。實施例3:按質量白分比將陶瓷纖維9%、噴膠矽酸鋁纖維8%、聚丙烯腈纖維7%、芳綸纖維2.6%、紫銅纖維8%、針狀矽灰石纖維10%、重晶石粉(500—600目)12%、鉻鐵礦粉(300-350目)9%、丁腈橡膠粉(100—150目)1.5%、石墨粒10%、氧化鋅0.4%、煅燒石油焦碳7%、膨脹石墨1.5%、硼酚醛樹脂6%、磁鐵礦粉3%、重質氧化鎂1.2%、偶聯劑改性漂珠0.4%、氮化硼粉3%、氮化硼粉0.4%放入高速分散機內，攪拌成粉末狀後取出放入成形模具內壓製成形，然後與鋼背複合後放入平板硫化機於高溫270°C，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然後取出剎車片，除去毛刺即成為成品。實施例4:按質量白分比將陶瓷纖維10%、噴膠矽酸鋁纖維9%、聚丙烯腈纖維8%、芳綸纖維2%、紫銅纖維8.5%、針狀矽灰石纖維7%、重晶石粉(500—600目)7%、鉻鐵礦粉(300-350目)8%、丁腈橡膠粉(100_150目)2%、石墨粒11%、氧化鋅0.3%、煅燒石油焦碳6%、膨脹石墨3%、硼酚醛樹脂8%、磁鐵礦粉4%、重質氧化鎂1.4%、偶聯劑改性漂珠0.5%、氮化硼粉4%、氮化硼粉0.3%放入高速分散機內，攪拌成粉末狀後取出放入成形模具內壓製成形，然後與鋼背複合後放入平板硫化機於高溫27(TC，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然後取出剎車片，除去毛刺即成為成品。實施例5:按質量白分比將陶瓷纖維8%、噴膠矽酸鋁纖維7.5%、聚丙烯腈纖維6%、芳綸纖維2.8%、紫銅纖維9%、針狀矽灰石纖維8%、重晶石粉(500_600目)8%、鉻鐵礦粉(300-350目)7%、丁腈橡膠粉(100—150目)2%、石墨粒8.4%、氧化鋅0.5%、煅燒石油焦碳8.5%、膨脹石墨2°/。、硼酚醛樹脂10%、磁鐵礦粉5%、重質氧化鎂1.5%、偶聯劑改性漂珠0.3%、氮化硼粉5%、氮化硼粉0.5%放入高速分散機內，攪拌成粉末狀後取出放入成形模具內壓製成形，然後與鋼背複合後放入平板硫化機於高溫270°C，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然後取出剎車片，除去毛刺即成為成品。為了驗證本發明的效果，按中國GB5763-1998國家標準，將實施例3製備的剎車片與日本某公司生產的陶瓷剎車片分別在定速摩擦實驗機上進行試驗，其結果如下兩種剎車片的摩擦磨損性能對比試驗結果:tableseeoriginaldocumentpage6驗證結果表明相比國外同類產品，採用本發明配方製備的陶瓷剎車片,具有更好的摩擦磨損性能和抗高溫熱衰退性能。將本發明陶瓷剎車片裝在日產天籟車上，經過一個月的頻繁使用表明其摩擦平穩，制動效果好，同時無噪音，腳感舒適。權利要求1.一種高性能汽車陶瓷剎車片，其特徵是它主要由下列組分按重量百分比組成陶瓷纖維7-11％、噴膠矽酸鋁纖維7-9％、聚丙烯腈纖維5-8％、芳綸纖維2-3％、紫銅纖維7-9％、針狀矽灰石纖維7-10％、重晶石7-12％、鉻鐵礦7-9％、丁腈橡膠1-2％、石墨粒7-11％、氧化鋅0.2-0.5％、煅燒石油焦碳5-8.5％、膨脹石墨1-3％、硼酚醛樹脂6-10％、磁鐵礦3-5％、重質氧化鎂1-1.5％、偶聯劑改性漂珠0.3-0.5％、氮化硼3-5％、氧化鋁0.3-0.5％。全文摘要一種高性能汽車陶瓷剎車片，由下列組分按重量百分比製成陶瓷纖維7-11％、噴膠矽酸鋁纖維7-9％、聚丙烯腈纖維5-8％、芳綸纖維2-3％、紫銅纖維7-9％、針狀矽灰石纖維7-10％、重晶石7-12％、鉻鐵礦7-9％、丁腈橡膠1-2％、石墨粒7-11％、氧化鋅0.2-0.5％、煅燒石油焦炭5-8.5％、膨脹石墨1-3％、硼酚醛樹脂6-10％、磁鐵礦3-5％、重質氧化鎂1-1.5％、偶聯劑改性漂珠0.3-0.5％、氮化硼3-5％、氧化鋁0.3-0.5％。本發明在使用過程中，可以形成優異的摩擦層和轉移膜，這樣具有很好的潤滑作用，不傷對偶盤，因此大大提高了摩擦材料的使用壽命。文檔編號C08L9/02GK101555920SQ20091006067公開日2009年10月14日申請日期2009年1月25日優先權日2009年1月25日發明者傅光明,張澤偉,張澤元,張自立申請人:瑞陽汽車零部件(仙桃)有限公司